DE102007019345A1 - Method and device for monitoring an optical amplifier, in particular an optical fiber amplifier - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines optischen Verstärkers mit einem optischen Verstärkungsmittel (9) und mindestens einer Pumpquelle (19), deren optische Pumpleistung (P<SUB>pump</SUB>) über eine Koppeleinheit (11) einem optischen Pfad (7) zugeführt ist, wobei die dem Eingangsport (3) des optischen Verstärkers (1) zugeführte und/oder die am Ausgangsport (5) des optischen Verstärkers (1) abgegebene optische Ausgangs-Signalleistung (P<SUB>out</SUB>) erfasst wird und wobei die Verstärkung (G) des optischen Verstärkers (1) auf einen vorbestimmten Sollwert gesteuert oder geregelt wird. Erfindungsgemäß wird die optische Pumpleistung (P<SUB>pump</SUB>) als näherungsweise dem roportional vorausgesetzt, wobei die einer zeitlichen Degradation unterliegende, zeitvariante Proportionalitätskonstante mit alpha(t) bezeichnet wird. Unter dieser Annahme kann auf relativ einfache Weise der maximale Wert (P<SUB>in,max</SUB>) für die optische Eingangs-Signalleistung und/oder der maximale Wert (P<SUB>out,max</SUB>) für die optische Ausgangs-Signalleistung bestimmt werden. Diese Werte ermöglichen beispielsweise die Entscheidung, ob bei den gegebenen Eigenschaften des optischen Verstärkers die optische Eingangsleistung (P<SUB>in</SUB>) um einen gewünschten Betrag erhöht werden darf, ohne die Verstärkung (G) zu reduzieren und damit bereits bestehende Signalübertragungen zu beeinträchtigen.The invention relates to a method for monitoring an optical amplifier having an optical amplifying means (9) and at least one pump source (19) whose optical pumping power (P <SUB> pump </ SUB>) is coupled to an optical path (7) via a coupling unit (11) ), the output signal (P <SUB> out </ SUB>) supplied to the input port (3) of the optical amplifier (1) and / or output at the output port (5) of the optical amplifier (1) and wherein the gain (G) of the optical amplifier (1) is controlled or regulated to a predetermined desired value. According to the invention, the optical pump power (P <SUB> pump </ SUB>) is presumed to be approximately roportional, with the time-variant proportionality constant subject to temporal degradation being designated by alpha (t). Under this assumption, the maximum value (P <SUB> in, max </ SUB>) for the input optical signal power and / or the maximum value (P <SUB> out, max </ SUB>) for the output optical signal power is determined. These values make it possible, for example, to decide whether, given the properties of the optical amplifier, the optical input power (P <SUB> in </ SUB>) may be increased by a desired amount without reducing the gain (G) and thus already existing signal transmissions to impair.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines optischen Verstärkers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruch 12.The The invention relates to a method for monitoring an optical amplifier with the features of the preamble of claim 1. Furthermore The invention relates to a device for carrying out this Method according to the features of the preamble of claim 12.

Optische Verstärker, beispielsweise Faserverstärker, die eine Erbium-dotierte Faser verwenden (sogenannte Erbium-doped fiber amplifiers (EDFA)) werden in optischen Übertragungssystemen eingesetzt, um ein optisches Nutzsignal zu verstärken, welches nach Durchlaufen einer entsprechend langen Faserstrecke so stark gedämpft wurde, dass eine Verstärkung des Signals erforderlich ist. In einem optischen Verstärker kann die direkte Verstärkung des optischen Signals erfolgen, ohne dass, wie beim Einsatz einer elektrischen Verstärkung des Signals, zunächst eine optisch-elektrische Wandlung und anschließend an die elektrische Signalverstärkung eine elektrisch-optische Wandlung des Signals erforderlich wäre. In einem optischen Verstärker wird üblicherweise die erforderliche Pumpleistung mittels einer eine Laserdiode aufweisenden Pumpquelle erzeugt, wobei die Mittenwellenlänge dieser Pumplaserdiode beispielsweise im Bereich von 980 nm oder im Bereich von 1480 nm liegt. Die Pumpleistung wird mittels eines Kopplers in Richtung auf das optische Verstärkungsmedium, beispielsweise eine Erbium-dotierte Pumpfaser, in den Übertragungspfad zwischen dem Eingangsport und dem Ausgangsport des optischen Verstärkers eingekoppelt. Die Pumpleistung wird von den Erbium-Atomen absorbiert, wobei das zu verstärkende optische Signal, welches ebenfalls die Pumpfaser durchläuft, die auf ein erhöhtes Energieniveau angeregten Erbium-Atome zu einer stimulierten Emission anregt. Das auf diese Weise erzeugte Licht weist somit im Wesentlichen dieselbe Frequenz und dieselbe Phasenlage auf, wie das zu verstärkende, optische Nutzsignal, welches hierdurch auf rein optische Weise verstärkt wird. Die optische Verstärkung G, welches durch das Verhältnis der Leistung des am Ausgangsport verfügbaren, verstärkten optischen Signals Pout dividiert durch die dem Verstärker am Eingangsport zugeführte optische Leistung Pin definiert ist, weist unter anderem eine Abhängigkeit vom Grad der Erbium-Dotierung und von der optischen Pumpleistung auf. Je höher die Pumpleistung Ppump, umso größer ist die optische Verstärkung G.Optical amplifiers, such as fiber amplifiers using erbium-doped fiber (EDFA), are used in optical transmission systems to amplify an optical useful signal that has been attenuated so much after passing through a correspondingly long fiber span an amplification of the signal is required. In an optical amplifier, the direct amplification of the optical signal can take place without, as in the case of the use of an electrical amplification of the signal, first of all an optical-electrical conversion and, subsequently to the electrical signal amplification, an electrical-optical conversion of the signal being required. In an optical amplifier, the required pump power is usually generated by means of a pump diode having a laser diode, wherein the center wavelength of this pump laser diode is, for example, in the range of 980 nm or in the range of 1480 nm. The pump power is coupled into the transmission path between the input port and the output port of the optical amplifier by means of a coupler towards the optical gain medium, for example an erbium-doped pump fiber. The pump power is absorbed by the erbium atoms, and the optical signal to be amplified, which also passes through the pump fiber, excites the erbium atoms excited to an increased energy level to stimulated emission. The light generated in this way thus has substantially the same frequency and the same phase position as the optical useful signal to be amplified, which is thereby amplified in a purely optical manner. The optical gain G, which is defined by the ratio of the power of the amplified optical signal P out available at the output port, divided by the optical power P in supplied to the amplifier at the input port, inter alia, depends on the degree of erbium doping and on the optical pump power on. The higher the pump power P pump , the larger the optical gain G.

Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass zur Verstärkung eines optischen Eingangssignals Pin mit höherer Leistung auch eine größere Pumpleistung erforderlich ist, um dieselbe Verstärkung G zu erzeugen. Die von der Pumplaserdiode erzeugte Pumpleistung Ppump ist dabei in guter Näherung dem durch die Pumplaserdiode fließenden elektrischen Pumpstrom Ipump direkt proportional, d. h. es gilt: Ppump = α·Ipump,wobei mit α die Proportionalitätskonstante bezeichnet ist. Selbstverständlich ist dabei zu berücksichtigen, dass diese Beziehung für sehr kleine Pumpströme nicht gilt. Für den interessierenden Bereich der optischen Pumpleistung Ppump stellt diese Beziehung jedoch eine gute Näherung dar.However, it should be noted that in order to amplify an optical input signal P in with higher power, a larger pump power is required to produce the same gain G. In a good approximation, the pump power P pump generated by the pump laser diode is directly proportional to the electric pump current I pump flowing through the pump laser diode, ie, the following applies: P pump = α · I pump . where α is the proportionality constant. Of course, it should be noted that this relationship does not apply to very small pumping currents. However, this relationship represents a good approximation for the range of optical pump power P pump of interest.

Da ein Teil der elektrischen Leistung, welche der Pumplaserdiode zugeführt wird, in thermische Verlustleistung umgesetzt wird, ist der Pumpstrom auf einen maximalen Wert Ipump,max begrenzt. Wird diese Schwelle für den Pumpstrom überschritten, so erfolgt eine Zerstörung der Pumplaserdiode. Damit ist jedoch auch die maximal mögliche optische Pumpleistung auf einen maximalen Wert Ppump,max begrenzt.Since a portion of the electrical power supplied to the pumping laser diode is converted into thermal power dissipation, the pumping current is limited to a maximum value I pump, max . If this threshold for the pumping current is exceeded, destruction of the pumping laser diode takes place. However, this also limits the maximum possible optical pump power to a maximum value P pump, max .

Typischerweise wird bei einem optischen Verstärker die Pumpleistung Ppump in Abhängigkeit von der Leistung des zu verstärkenden optischen Signals Pin und von der Leistung des optischen Ausgangssignals so geregelt, dass ein vorbestimmter Wert für die Verstärkung G eingehalten wird. Wird die Eingangs-Signalleistung Pin, welche dem Eingangsport des Verstärkers zugeführt wird, erhöht, beispielsweise weil in einem optischen Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem weitere optische Kanäle hinzugefügt werden, so muss auch die erforderliche optische Pumpleistung Ppump und damit der Pumpstrom Ipump erhöht werden, um die optische Verstärkung G auf dem gewünschten Wert konstant zu halten.Typically, in an optical amplifier, the pump power P pump is controlled in response to the power of the optical signal P in to be amplified and the power of the optical output signal to maintain a predetermined gain G value. If the input signal power P in which is fed to the input port of the amplifier is increased, for example because additional optical channels are added in a wavelength division multiplexed optical transmission system, then the required optical pump power P pump and thus the pump current I pump must also be increased. to keep the optical gain G constant at the desired value.

In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass insbesondere die Pumplaserdiode Alterungseffekten unterliegt, die unter dem Begriff Degradation zusammengefasst werden. Mit anderen Worten, mit zunehmender Alterung einer Pumplaserdiode muss der Pumpstrom Ipump erhöht werden, um die optische Pumpleistung Ppump auf einem konstanten Wert zu halten. Dieser Umstand wird in der vorgenannten Proportionalitätsbeziehung dadurch berücksichtigt, dass eine Zeitvarianz der Proportionalitätskonstante α(t) eingeführt wird. Dieser Sachverhalt ist aus der schematischen Darstellung in 2 ersichtlich. Diese Darstellung zeigt den Alterungseffekt einer Pumplaserdiode, die zu einem Zeitpunkt t0 den steilsten Zusammenhang zwischen den Größen Ipump und Ppump aufweist und zu einem späteren Zeitpunkt t2 den entsprechenden Zusammenhang zwischen diesen Größen der geringsten Steigung. Mit anderen Worten, die Proportionalitätskonstante α(t) nimmt mit der Zeit ab.In this context, it should be noted that in particular the pump laser diode is subject to aging effects, which are summarized under the term degradation. In other words, with increasing aging of a pumping laser diode, the pumping current I pump must be increased in order to keep the optical pumping power P pump at a constant value. This circumstance is taken into account in the aforementioned proportionality relationship by introducing a time variance of the proportionality constant α (t). This situation is apparent from the schematic representation in 2 seen. This illustration shows the aging effect of a pump laser diode, which at a time t 0 has the steepest connection between the variables I pump and P pump and at a later time t 2 the corresponding relationship between these variables of the lowest slope. In other words, the proportionality constant α (t) decreases with time.

Nimmt die Degradation der Pumplaserdiode mit der Zeit so weit zu, dass der Pumpstrom den maximalen Wert Ipump,max erreicht hat und nicht mehr weiter gesteigert werden kann, um eine Zerstörung der Pumplaserdiode zu vermeiden, so wird die Verstärkung G des Verstärkers reduziert, wodurch sich die Performance des betreffenden optischen Übertragungssystems verschlechtert. Bei typischen, bekannten optischen Verstärkern für optische Übertragungsstrecken wird daher ein Alarmsignal erzeugt, wenn der maximale Wert für den Pumpstrom Ipump,max oder ein geringfügig darunter liegender Wert, der noch eine gewisse Sicherheitsmarge gewährleistet, erreicht ist. Bei optischen Übertragungssystemen, bei denen ein optischer Verstärker zunächst relativ weit unterhalb des maximal zulässigen Pumpstroms Ipump,max betrieben wird, wird keinerlei Alarm ausgelöst, auch wenn die Pumplaserdiode bereits beträchtlich gealtert ist, jedoch nach wie vor für das Erzielen der vorbestimmten Verstärkung G ein Pumpstrom Ipump < Ipump,max ausreicht.Does the degradation of the pump laser diode with time so far that the pumping current has reached the maximum value I pump, max and no longer knows ter can be increased to prevent destruction of the pump laser diode, the gain G of the amplifier is reduced, whereby the performance of the optical transmission system concerned deteriorates. In typical, known optical amplifiers for optical transmission links therefore an alarm signal is generated when the maximum value for the pumping current I pump, max or a slightly lower value, which still ensures a certain margin of safety, is reached. In optical transmission systems in which an optical amplifier is initially operated relatively far below the maximum allowable pumping current I pump, max , no alarm is triggered, even if the pumping laser diode has already aged considerably, but still for achieving the predetermined gain G a Pumping current I pump <I pump, max is sufficient.

Waren das optische Übertragungssystem und der optische Verstärker jedoch von Anfang an auf die Verstärkung größerer Eingangsleistungen am Eingang des optischen Verstärkers ausgelegt, so kann der Fall eintreten, dass nach einer bestimmten Alterungszeit die maximal mögliche Pumpleistung Ppump,max der Pumplaserdiode nicht mehr ausreicht, um bei einer dann vorgenommenen Erhöhung der dem Verstärker zugeführten optischen Eingangsleistung Pin auf einen Wert innerhalb der ursprünglichen Spezifikation den vorbestimmten Wert G für die Verstärkung aufrecht zu erhalten. Damit verschlechtert sich jedoch die Performance des gesamten Übertragungssystems. Dieser Fall kann beispielsweise dann auftreten, wenn in einem Wellenlängenmulitplex-Übertragungssystem nach einer gewissen Alterungszeit weitere Kanäle hinzugefügt werden. Da die maximal mögliche Pumpleistung Ppump,max nicht mehr ausreicht, werden auch die ursprünglich vorhandenen Kanäle beeinträchtigt. Dies ist jedoch nicht akzeptabel.However, if the optical transmission system and the optical amplifier were designed from the outset to amplify larger input powers at the input of the optical amplifier, then it may happen that after a certain aging time, the maximum possible pump power P pump, max of the pump laser diode is no longer sufficient in to obtain at a then made increase supplied to the amplifier input optical power P to a value within the original specification the predetermined value G for the gain upright. However, this worsens the performance of the entire transmission system. This case can occur, for example, when additional channels are added in a wavelength multiplex transmission system after a certain aging time. Since the maximum possible pump power P pump, max is no longer sufficient, the originally existing channels are affected. This is not acceptable.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung eines optischen Verstärkers zu schaffen, welches sicherstellt, dass eine beabsichtigte Erhöhung der dem Verstärker zugeführten Eingangsleistung nicht zu einer Reduzierung des Werts für die optische Verstärkung G führt. Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.outgoing From this prior art, the invention is therefore the task underlying, a method of monitoring an optical amplifier to ensure that an intended increase in the the amplifier supplied Input power does not cause a reduction in the value for the optical reinforcement G leads. Furthermore, the invention is based on the object, a device to carry out of the procedure.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 12.The Invention solves This object with the features of claims 1 and 12 respectively.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass der Zusammenhang zwischen der Pumpleistung Ppump, die für die Verstärkung eines Eingangssignals mit der Eingangs-Signalleistung Pin mit einer vorbestimmten Verstärkung G erforderlich ist, im Wesentlichen keiner Degradation unterliegt und daher für den betreffenden optischen Verstärker (oder auch eine bestimmten Type eines optischen Verstärkers, wenn eine ausreichend kleine Streuung der Eigenschaften der einzelnen Komponenten gewährleistet werden kann) einmalig ermittelt und beispielsweise gespeichert werden kann. Anstelle des oder zusätzlich zu dem Parameter Pin kann selbstverständlich auch die Ausgangs-Signalleistung Pout in diesen Zusammenhang mit einbezogen werden, da die beiden Größen über die Verstärkung G unmittelbar zusammenhängen.The invention is based on the recognition that the relationship between the pump power P pump , which is required for the amplification of an input signal with the input signal power P in with a predetermined gain G, undergoes substantially no degradation and therefore for the relevant optical amplifier (or even a specific type of optical amplifier, if a sufficiently small dispersion of the characteristics of the individual components can be ensured) once determined and can be stored, for example. Of course, instead of or in addition to the parameter P in , the output signal power P out can also be included in this context, since the two quantities are directly related via the gain G.

Damit kann für eine gegebene (aktuelle) Eingangs-Signalleistung Pin,1 und/oder eine gegebene (aktuelle) Ausgangs-Signalleistung Pout,1 aus diesem einmalig bestimmten Zusammenhang die erforderliche Pumpleistung Ppump,1 ermittelt werden.Thus, for a given (current) input signal power P in, 1 and / or a given (current) output signal power P out, 1 from this unique relationship the required pump power P pump, 1 can be determined.

Unter der Voraussetzung einer direkten Proportionalität zwischen der optischen Pumpleistung Ppump und dem elektrischen Pumpstrom Ipump kann dann aus diesen beiden Größen die für den betreffenden Zeitpunkt t1 gültige, aktuelle zeitvariante Proportionalitätskonstante α(t1) bestimmt werden. Der momentane Pumpstrom Ipump,1 kann dabei in üblicher Weise durch direkte oder indirekte Messung erfasst werden oder aber von der Ansteuereinheit der Pumpquelle als analoger oder digitaler Wert geliefert werden.Assuming a direct proportionality between the optical pump power P pump and the electrical pump current I pump , the current time-variant proportionality constant α (t 1 ) valid for the relevant instant t 1 can then be determined from these two variables. The instantaneous pumping current I pump, 1 can be detected in the usual way by direct or indirect measurement or be supplied by the drive unit of the pump source as an analog or digital value.

Unter Verwendung des so bestimmten Werts für die aktuell gültige Proportionalitätskonstante α(t1) kann dann mit dem ebenfalls bekannten, maximal zulässigen Wert Ipump,max für den Pumpstrom die maximal mögliche Pumpleistung Ppump,max berechnet werden. Unter Verwendung des bekannten Zusammenhangs zwischen dem Pumpstrom Ppump und der optischen Eingangs-Signalleistung Pin bzw. der optischen Ausgangs-Signalleistung Pout kann dann mittels des in der vorstehenden Weise ermittelten Werts für die maximale Pumpleistung Ppump,max der zugehörige maximale Wert für die optische Eingangs-Signalleistung Pin,max bzw. der maximale Wert für die optische Ausgangs-Signalleistung Pout,max bestimmt werden. Ist der Zusammenhang zwischen der Pumpleistung und der optischen Eingangs-Signalleistung bzw. der optischen Ausgangs-Signalleistung nur als funktionale Abhängigkeit in einer Richtung bekannt, so kann hierfür eine Invertierung der betreffenden Abhängigkeit erforderlich sein.Using the thus determined value for the currently valid proportionality constant α (t 1 ), the maximum possible pump power P pump, max can then be calculated with the likewise known maximum permissible value I pump, max for the pumping current. Using the known relationship between the pumping current P pump and the optical input signal power P in or the optical output signal power P out can then by means of the above-determined value for the maximum pump power P pump, max, the associated maximum value for the optical input signal power P in, max or the maximum value for the optical output signal power P out, max are determined. If the relationship between the pump power and the optical input signal power or the optical output signal power is known only as a functional dependence in one direction, this may require an inversion of the relevant dependence.

Damit kann vor einer beabsichtigten Aufschaltung einer gewünschten optischen Leistung Pin auf den Eingangsport des Verstärkers festgestellt werden, ob unter der Voraussetzung, dass ein vorbestimmter Wert für die Verstärkung G eingehalten werden soll, die Pumpquelle des Verstärkers in der Lage ist, die hierfür nötige Pumpleistung zu liefern. Ist dies nicht möglich, so kann bereits vorab ein Fehlersignal erzeugt werden.Thus, it can be ascertained, before an intended connection of a desired optical power P in to the input port of the amplifier, that the pump source of the amplifier is capable of providing the pumping power required for this, provided that a predetermined value for the gain G is to be maintained to deliver. If this is not possible, an error signal may already be given in advance be generated.

Dieses Verfahren kann selbstverständlich auch so angewandt werden, dass in vorbestimmten zeitlichen Abständen oder zu vorbestimmten Zeiten jeweils die maximal mögliche Eingangs-Signalleistung Pin,max bestimmt wird. Hat dieser Wert infolge der Degradation auf einen minimal zulässigen Wert abgenommen, der beispielsweise in einer Spezifikation für den Verstärker oder die betreffende Übertragungsstrecke festgelegt wurde, so kann ein Fehlersignal erzeugt werden, das anzeigt, dass der Verstärker bzw. die Übertragungsstrecke nicht mehr die Spezifikation erfüllt bzw. dass der Verstärker bzw. die Übertragungsstrecke nur noch mit geringeren optischen Leistungen betrieben werden dürfen als in der Spezifikation ursprünglich festgelegt wurde oder mit einer geringeren Verstärkung G, wenn dies die Verhältnisse erlauben.Of course, this method can also be applied so that the maximum possible input signal power P in, max is determined at predetermined time intervals or at predetermined times. If this value has decreased as a result of the degradation to a minimum permissible value, which has been specified, for example, in a specification for the amplifier or the relevant transmission link, then an error signal can be generated which indicates that the amplifier or the transmission link no longer fulfills the specification or that the amplifier or the transmission path may only be operated with lower optical powers than was originally specified in the specification or with a lower gain G, if circumstances permit.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die funktionale Abhängigkeit des Pumpstroms Ppump von der optischen Eingangs-Signalleistung Pin und/oder der optischen Ausgangs-Signalleistung Pout auch noch zusätzlich in Abhängigkeit von der Verstärkung G ermittelt und gegebenenfalls auch gespeichert werden.According to one embodiment of the invention, the functional dependency of the pumping current P pump on the optical input signal power P in and / or the optical output signal power P out can also be additionally determined as a function of the gain G and optionally also stored.

Dies ermöglicht es, das Verfahren auch in der Weise durchzuführen, dass anstelle eines festen Werts für die Verstärkung G ein maximal möglicher Wert für die Verstärkung G ermittelt wird, wobei hierzu der zuvor bestimmte, maximal mögliche Wert für die Pumpleistung Ppump,max und der gewünschte Wert für die Eingangs-Signalleistung Pin bzw. der gewünschte Wert für die optische Ausgangs-Signalleistung Pout verwendet wird.This makes it possible to carry out the method in such a way that instead of a fixed value for the gain G, a maximum possible value for the gain G is determined, for which purpose the previously determined, maximum possible value for the pump power P pump, max and desired value for the input signal power P in or the desired value for the optical output signal power P out is used.

Die funktionale Abhängigkeit der Pumpleistung von der Eingangs- bzw. Ausgangsleistung und gegebenenfalls der Verstärkung kann selbstverständlich auf empirische Weise für den speziellen Verstärker oder, wie vorstehend erwähnt, exemplarisch für einen bestimmten Typ eines Verstärkers ermittelt werden, wobei letzteres nur dann möglich bzw. sinnvoll ist, wenn Komponenten mit ausreichend ähnlicher Charakteristik verfügbar sind.The functional dependence the pump power from the input or output power and optionally the reinforcement of course in an empirical way for the special amplifier or, as mentioned above, exemplary for a certain type of amplifier be determined, the latter is only possible or useful if Components with sufficiently similar Characteristics available are.

Die funktionale Abhängigkeit der Pumpleistung von den vorgenannten Parameter kann selbstverständlich in Form eines Wertefelds oder auch als funktionale Abhängigkeit ermittelt und gegebenenfalls gespeichert werden.The functional dependence The pumping power of the aforementioned parameters can of course in Form of a value field or as a functional dependency determined and saved if necessary.

Wird auch für die Abhängigkeit der Pumpleistung Ppump von der optischen Signal-Eingangsleistung Pin näherungsweise eine direkte Proportionalität in der Form Ppump = β(G) Pin, wobei β(G) eine von der Verstärkung G abhängige Proportionalitätskonstante ist, so kann unter Verwendung der Proportionalität Ppump = α·Ipump der maximal zulässige Wert für die optische Eingangs-Signalleistung nach der Beziehung Pin,max = Pin,1·Ipump,max/Ipump,1 ermittelt werden, wobei die mit dem Index 1 indizierten Größen die jeweils zum aktuellen Zeitpunkt t1 erfassten, einander entsprechenden Größen sind.Is also for the dependence of the pump power P pump of the optical signal input power P in approximately a direct proportionality in the form P pump = β (G) P in , where β (G) is dependent on the gain G proportionality constant, so can using the proportionality P pump = α · I pump the maximum allowable value for the optical input signal power according to the relationship P in, max = P in, 1 · I pump, max / I pump, 1 are determined, with the with the Index 1 indexed variables are the respective detected at the current time t 1 , corresponding sizes.

Hierdurch ist es möglich, für die maximal mögliche Eingangsleistung Pin,max bei einem gewünschten Wert für die Verstärkung G eine einfache analytische Beziehung anzugeben, wodurch deren Berechnung ohne die Anwendung numerischer Verfahren erfolgen kann.This makes it possible to specify a simple analytical relationship for the maximum possible input power P in, max at a desired value for the gain G, whereby their calculation can be performed without the use of numerical methods.

Anstelle der Eingangs-Signalleistung Pin kann selbstverständlich auch die optische Ausgangs-Signalleistung Pout verwendet werden, welche sich durch die Multiplikation der optischen Eingangsleistung Pin mit der Verstärkung G ergibt.Of course, instead of the input signal power P in, it is also possible to use the optical output signal power P out , which results from the multiplication of the optical input power P in by the gain G.

Dieses Verfahren zur Überwachung eines optischen Verstärkers kann selbstverständlich auch beim Entwurf und/oder einem Upgrade einer optischen Übertragungsstrecke, die zumindest einen derartigen optischen Verstärker enthält, verwendet werden.This Procedure for monitoring an optical amplifier of course also during the design and / or upgrade of an optical transmission link, which contains at least one such optical amplifier can be used.

Vor einer Erhöhung der der Übertragungsstrecke am Eingang zugeführten optischen Leistung kann zunächst das vorbeschriebene Verfahren zur Ermittlung der vom Verstärker (bei gegebener Verstärkung G) maximal zu verstärkenden Eingangsleistung am Eingangsport des Verstärkers ermittelt werden. Der optischen Übertragungsstrecke darf dann maximal eine optische Signalleistung zugeführt werden, die am Eingang bzw. Ausgang des Verstärkers unter Berücksichtigung des vorbestimmten Werts für die Verstärkung G zu den in der vorbeschriebenen Weise bestimmten maximalen Werten für die Eingangs-Signalleistung Pin,max bzw. für die Ausgangs-Signalleistung Pout,max führt.Before an increase in the optical power supplied to the transmission path at the input, the above-described method for determining the maximum input power to be amplified by the amplifier (for a given gain G) at the input port of the amplifier can be determined. The optical transmission link may then be supplied with at most one optical signal power at the input or output of the amplifier, taking into account the predetermined value for the gain G to the maximum values for the input signal power P in, max or for in the manner described above the output signal power P out, max results.

Handelt es sich bei der Übertragungsstrecke um eine Wellenlängenmultiplex-Übertragungsstrecke, so kann durch die Bestimmung der maximal zulässigen Werte für die Eingangs- bzw. Ausgangs-Signalleistung Pin,max bzw. Pout,max die maximale Anzahl von möglichen optischen Kanälen bestimmt werden, wenn deren einzelne optische Signalleistungen addiert werden.If the transmission path is a wavelength-division multiplex transmission path, the maximum number of possible optical channels can be determined by determining the maximum permissible values for the input or output signal power P in, max or P out, max . when their individual optical signal powers are added together.

Bei einem Upgrade einer bestehenden Wellenlängenmultiplex-Übertragungsstrecke kann durch das vorbestimmte Verfahren eine zwischenzeitlich möglicherweise erfolgte Degrada tion berücksichtigt werden. Es wird jeweils der im aktuellen Zeitpunkt mögliche maximale Wert für die Eingangs-Signalleistung bzw. die Ausgangs-Signalleistung Pin,max bzw. Pout,max bestimmt. Die Differenz zwischen der aktuell übertragenen Eingangs- bzw. Ausgangs-Signalleistung Pin,1 bzw. Pout,1 und den jeweils möglichen Maximalwerten Pin,max bzw. Pout,max kann dann als Leistungsreserve ΔPin bzw. ΔPout ermittelt werden. Diese Leistungsreserve muss größer sein, als die zusätzlich zu übertragende Leistung der hinzuzufügenden Kanäle (am Eingangsport bzw. Ausgangsport des Verstärkers). Selbstverständlich kann dabei gefordert werden, dass eine bestimmte Leistungsreserve als Sicherheit verbleiben muss, um eine künftige Degradation des Verstärkers aufzufangen.In an upgrade of an existing wavelength division multiplex transmission link can be taken into account by the predetermined method an intermediate possibly Degrada tion. In each case, the maximum possible value for the input signal power or the output signal power P in, max or P out, max , which is possible at the current time , is determined. The difference between the currently transmitted input and output signal tion P in, 1 or P out, 1 and the respective maximum values P in, max or P out, max can then be determined as power reserve ΔP in or ΔP out . This power reserve must be greater than the additional power of the channels to be added (at the input port or output port of the amplifier). Of course, it may be required that a certain power reserve must remain as security in order to absorb a future degradation of the amplifier.

Das Erhöhen der über die optische Übertragungsstrecke zu übertragenden Leistung kann, ausgehend von einem aktuellen Wert für die übertragene optische Leistung, auch schrittweise erhöht werden, bis die maximal zulässige Eingangs- bzw. Ausgangs-Signalleistung Pin,max bzw. Pout,max am Eingangs- bzw. Ausgangsport des Verstärkers erreicht ist. Im Fall einer Wellenlängenmultiplex-Übertragungsstrecke kann das Aufschalten von zusätzlichen Kanälen auch einzeln oder in vorbestimmten Gruppen von zwei, drei oder mehr Kanälen erfolgen. Nach jedem Schritt kann dann die noch zur Verfügung stehende Leistungsreserve ermittelt werden.Increasing the power to be transmitted via the optical transmission path can also be increased stepwise, starting from a current value for the transmitted optical power, until the maximum permissible input or output signal power P in, max or P out, max am Input or output port of the amplifier is reached. In the case of a wavelength-division multiplex transmission link, additional channels can also be switched on individually or in predetermined groups of two, three or more channels. After each step, the still available power reserve can be determined.

Ist geplant, eine bestimmte Anzahl von optischen Kanälen zu einem bestehenden Wellenlängenmultiplex-Übertragungssystem hinzuzufügen und reicht die aktuell ermittelte Leistungsreserve nicht aus, so kann der Vorgang des Aufschaltens der Kanäle entweder vollständig verhindert werden oder es wird die Anzahl der hinzuzufügenden Kanäle so begrenzt, dass die hinzuzufügende optische Gesamtleistung am Eingangsport bzw. Ausgangsport des Verstärkers kleiner ist als die zur Verfügung stehende Leistungsreserve.is planned, a certain number of optical channels to an existing wavelength division multiplex transmission system add and if the currently determined power reserve is insufficient, then The process of switching on the channels can either be completely prevented or the number of channels to be added is limited so that the optical Total power at the input port or output port of the amplifier smaller is available as the standing power reserve.

Dieses Verfahren kann selbstverständlich auch für den Fall angewendet werden, dass in einem optischen Verstärker mehrere Pumpquellen enthalten sind. Es kann dann für jede Pumpquelle die zu dem jeweiligen Zeitpunkt gültige Proportionalitätskonstante α ermittelt werden. Hieraus kann dann in analoger Weise für jede Pumpquelle die maximale „Reserve" der optischen Pumpleistung oder die maximale optische Pumpleistung ermittelt werden.This Course, of course, too for the Case be applied, that in an optical amplifier several Pump sources are included. It can then for each pump source to the valid at the respective time Proportionality constant α are determined. From this can then in an analogous manner for each pump source, the maximum "reserve" of the optical pump power or the maximum optical pump power can be determined.

Eine Einrichtung zur Überwachung eines optischen Verstärkers weist zusätzlich zu den gegenständlichen Merkmalen eines üblichen optischen Verstärkers eine Auswerte- und Steuereinheit auf, die, vorzugsweise unter Verwendung einer geeigneten Software, das vorbeschriebene Verfahren ausführt. Die Einrichtung kann entweder in den Verstärker selbst integriert oder als Teil einer übergeordneten Einrichtung, beispielsweise einer Einrichtung zur Überwachung einer optischen Überwachungsstrecke oder einer Management-Einheit zur Verwaltung einer Übertragungsstrecke oder eines Datenübertragungsnetzes, ausgebildet sein. Die Einrichtung kann selbstverständlich auch anstelle einer einzigen Pumpquelle mehrere Pumpquellen beinhalten, wobei die Leistung einer oder mehrerer Pumpquellen entweder in oder entgegen der Signalübertragungsrichtung in den optischen Pfad eingekoppelt werden kann.A Device for monitoring an optical amplifier indicates additionally to the objective Characteristics of a usual optical amplifier an evaluation and control unit, which, preferably using suitable software executing the above-described methods. The Device can either be integrated in the amplifier itself or as part of a parent Device, for example a device for monitoring an optical monitoring line or a management unit for managing a transmission link or a Data transmission network, be educated. The device can of course include multiple pump sources instead of a single pump source, the power of one or more pump sources either in or against the signal transmission direction can be coupled into the optical path.

Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments emerge from the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Figuren näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The Invention will be illustrated below with reference to the drawing Figures closer explained. In show the drawing:

1 ein schematisches Blockdiagramm eines optischen Faserverstärkers zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und 1 a schematic block diagram of an optical fiber amplifier for implementing the method according to the invention and

2 ein Diagramm der Abhängigkeit der optischen Pumpleistung Ppump vom Pumpstrom Ipump bei einer zeitlichen Degradation der Pumpquelle. 2 a diagram of the dependence of the optical pump power P pump from the pump current I pump at a time degradation of the pump source.

Der in 1 dargestellte Faserverstärker 1 weist einen Eingangsport 3 und einen Ausgangsport 5 auf, welche über einen optischen Pfad 7 verbunden sind. Im optischen Pfad 7 ist ein optisch aktives Medium in Form einer Verstärkungsfaser 9 vorgesehen, welche beispielsweise als Erbium-dotierte Faser ausgebildet sein kann.The in 1 illustrated fiber amplifier 1 has an input port 3 and an exit port 5 on which an optical path 7 are connected. In the optical path 7 is an optically active medium in the form of a reinforcing fiber 9 provided, which may be formed for example as Erbium-doped fiber.

Die dem Faserverstärker 1 am Eingangsport 3 zugeführte, zu verstärkende optische Eingangs-Signalleistung Pin wird mittels eines Kopplers 11 und einer Detektoreinheit 13 erfasst. Der Koppler 11 zweigt dabei nur einen geringen Teil der optischen Eingangs-Signalleistung Pin aus dem optischen Pfad 7 ab und führt diese Teilleistung der Detektoreinheit 13 zu. Da das Verhältnis k1, welchen Teil der Eingangs-Signalleistung Pin der Koppler 11 aus dem Pfad 7 abzweigt feststeht und bekannt ist, kann die Detektoreinheit 13 den Wert für die optische Eingangsleistung Pin korrekt ermitteln und diesen einer Auswerte- und Steuereinheit 15 zuführen.The the fiber amplifier 1 at the entrance port 3 supplied, to be amplified optical input signal power P in by means of a coupler 11 and a detector unit 13 detected. The coupler 11 branches only a small part of the optical input signal power P in from the optical path 7 and performs this partial performance of the detector unit 13 to. Since the ratio k 1 , which part of the input signal power P in the coupler 11 out of the path 7 branches off and is known, the detector unit 13 determine the value for the optical input power P in correctly and this an evaluation and control unit 15 respectively.

In Richtung der Signal-Übertragung nach dem Koppler 11 ist im optischen Pfad 7 ein weiterer Koppler 17 vorgesehen, welcher die Pumpleistung Ppump, die am Ausgang einer optischen Pumpquelle 19 abgegeben wird, in Richtung auf das optische Verstärkungsmedium 9 im optischen Pfad 7 einkoppelt. Durch die bekannten Mechanismen tritt innerhalb des optischen Verstärkungsmediums 9 eine Verstärkung des dem Eingangsport 3 des Faserverstärkers 1 zugeführten Eingangssignals mit der Eingangs-Signalleistung Pin auf. Ein Teil des verstärkten Ausgangssignals wird mittels eines vor dem Ausgangsport 5 im optischen Pfad 7 angeordneten weiteren Kopplers 21 ausgekoppelt und einer weiteren Detektoreinheit 23 zugeführt. Da das Teilverhältnis des Kopplers 21 wiederum feststeht und bekannt ist, kann die Detektoreinheit 23 die optische Ausgangsleistung Pout des am Ausgangsport 5 abgegebenen, verstärkten optischen Signals ermitteln. Dieser Wert wird ebenfalls der Auswerte- und Steuereinheit 15 zugeführt.In the direction of signal transmission to the coupler 11 is in the optical path 7 another coupler 17 provided, which the pump power P pump , which at the output of an optical pump source 19 is discharged, toward the optical amplification medium 9 in the optical path 7 couples. By the known mechanisms occurs within the optical amplification medium 9 a gain of the input port 3 of the fiber amplifier 1 supplied input signal with the input signal power P in on. Part of the amplified output signal is by means of a pre-output port 5 in the optical path 7 arranged another coupler 21 decoupled and another detector unit 23 fed. Because the part ratio of the coupler 21 is again known and known, can the detector unit 23 the optical output power P out of the output port 5 determine emitted, amplified optical signal. This value also becomes the evaluation and control unit 15 fed.

Dies Auswerte- und Steuereinheit 15 steuert die Pumpquelle 19 vorzugsweise so an, dass ein vorbestimmter Wert für die Verstärkung G eingehalten wird, wobei die Verstärkung G als Verhältnis der optischen Ausgangs-Signalleistung Pout und der optischen Eingangs-Signalleistung Pin definiert ist.This evaluation and control unit 15 controls the pump source 19 preferably, to maintain a predetermined value for the gain G, the gain G being defined as the ratio of the output optical signal power P out and the input optical signal power P in .

Der Auswerte- und Steuereinheit 15 ist des Weiteren der Zusammenhang zwischen der Pumpleistung Ppump und der zu verstärkenden Eingangs-Signalleistung Pin bei jeweils dem bestimmten Wert für die Verstärkung G bekannt. Dieser Zusammenhang kann beispielsweise als funktionale Abhängigkeit Ppump = f(G, Pin) gespeichert sein. Die Speicherung kann in Form eines Wertefelds oder aber in analytischer Form erfolgen.The evaluation and control unit 15 Furthermore, the relationship between the pump power P pump and the input signal power P in to be amplified is known at the particular value for the gain G. This relationship can be stored, for example, as a functional dependency P pump = f (G, P in ). The storage can take place in the form of a value field or else in analytical form.

Da die optische Pumpleistung Ppump näherungsweise direkt proportional zum Pumpstrom Ipump ist, welcher der Pumpquelle 19 von der Auswerte- und Steuereinheit 15 vorgegeben wird, kann aus dieser direkten Proportionalität Ppump = α·Ipump, wobei mit α die Proportionalitätskonstante bezeichnet ist, und dem vorbeschriebenen Zusammenhang zwischen der Pumpleistung Ppump und der Verstärkung G bzw. der Eingangs-Signalleitung Pin die einer Degradation unterliegende Proportionalitätskonstante α(t1) zum aktuellen Zeitpunkt t1 ermittelt werden. Hierzu verwendet die Auswerte- und Steuereinheit 15 einen aktuell erfassten Wert für die optische Eingangs-Signalleistung Pin,1 und den gewünschten bzw. vorbestimmten Wert für die Verstärkung G und ermittelt hieraus aus der ihr bekannten Beziehung die Pumpleistung Ppump,1 die erforderlich ist, um die Eingangs-Signalleistung Pin,1 mit der Verstärkung G zu verstärken.Since the optical pump power P pump is approximately directly proportional to the pump current I pump , which is the pump source 19 from the evaluation and control unit 15 from this direct proportionality P pump = α * I pump , where α is the proportionality constant, and the above-described relationship between the pump power P pump and the gain G and the input signal line P in the subject to a degradation proportionality constant α (t 1 ) are determined at the current time t 1 . The evaluation and control unit uses this 15 a currently detected value for the optical input signal power P in, 1 and the desired or predetermined value for the gain G and determines therefrom from their known relationship the pump power P pump, which is required to the input signal power P in To amplify 1 with the gain G.

Ist diese Pumpleistung Ppump,1 ermittelt, so kann die Auswerte- und Steuereinheit 15 aus der vorstehenden Proportionalitätsbeziehung zwischen der Pumpleistung und dem Pumpstrom die aktuell gültige Proportionalitätskonstante α(t1) = Ppump,1/Ipump,1 ermitteln.If this pumping power P pump, 1 determined, then the evaluation and control unit 15 from the above proportional relationship between the pump power and the pump current, the currently valid proportionality constant α (t 1 ) = P pump, 1 / I pump, 1 determine.

Der Auswerte- und Steuereinheit 15 ist des Weiteren der Wert für den maximal möglichen Pumpstrom Ipump,max bekannt, den diese an der Pumpquelle 19 einstellen kann, um das elektrisch optische Wandlerelement der Pumpquelle 19, beispielsweise eine Laserdiode, nicht zu zerstören. Unter Verwendung des Werts für den maximalen Pumpstrom Ipump,max und der zuvor bestimmten aktuellen Proportionalitätskonstante α(t1) kann dann unter erneuter Verwendung der Proportionalitätsbeziehung der Wert für die maximal mögliche optische Pumpleistung Ppump,max errechnet werden als Ppump,max = α(t1)·Ipump,max.The evaluation and control unit 15 Furthermore, the value for the maximum possible pumping current I pump, max is known, the this at the pump source 19 can adjust to the electrically optical transducer element of the pump source 19 For example, a laser diode, not to destroy. Using the value for the maximum pumping current I pump, max and the previously determined current proportionality constant α (t 1 ), the value for the maximum possible optical pump power P pump, max can then be calculated by using the proportional relationship again as P pump, max = α (t 1 ) · I pump, max .

Mit diesem Wert für die maximale optische Pumpleistung Ppump,max kann unter Verwendung der zuvor erläuterten Beziehung Ppump = f(G, Pin) für die bestimmte Verstärkung G der maximale Wert für die Eingangs-Signalleistung Pin bestimmt werden. Hierzu muss selbstverständlich die vorstehende funktionale Abhängigkeit invertiert werden. Ist dieser Zusammenhang als Wertefeld gespeichert, so kann dies beispielsweise durch Interpolation zwischen benachbarten Werten erfolgen.With this value for the maximum optical pump power P pump, max , the maximum value for the input signal power P in can be determined for the specific gain G using the previously described relationship P pump = f (G, P in ). Of course, the above functional dependence must be inverted for this purpose. If this relationship is stored as a value field, this can be done, for example, by interpolation between adjacent values.

Somit kann die Auswerte- und Steuereinheit 15 auf diese Weise bestimmen, wie groß die am Eingangsport 3 des Faserverstärkers 1 zugeführte optische Eingangsleistung Pin maximal sein darf, um diese noch mit der vorbestimmten Verstärkung G verstärken zu können, ohne dass hierzu die Pumpquelle 19 in einen unzulässigen Bereich gesteuert werden müsste. Da übliche Steuereinheiten den Wert für den Pumpstrom Ipump auf den maximalen Wert Ipump,max begrenzen, würde bei einer zu hohen optischen Eingangs-Signalleistung Pin > Pin,max die Verstärkung G unter den gewünschten, vorbestimmten Wert absinken, d. h. die optische Ausgangs-Signalleistung Pout würde kleiner als ein gewünschter Wert sein. Dies würde zu einer Beeinträchtigung der Übertragungsstrecke führen.Thus, the evaluation and control unit 15 In this way, determine how large the input port 3 of the fiber amplifier 1 supplied optical input power P may be in maximum, in order to be able to amplify this with the predetermined gain G, without the pump source 19 would have to be controlled in an impermissible area. Since conventional control units limit the value for the pumping current I pump to the maximum value I pump, max , if the optical input signal power P in > P in, max is too high , the gain G would fall below the desired, predetermined value, ie the optical Output signal power P out would be less than a desired value. This would lead to an impairment of the transmission path.

Die Auswerte- und Steuereinheit 15 kann den ermittelten Wert für die maximale Eingangs-Signalleistung Pin,max oder die Reserve ΔPin = Pin,max – Pin,1 einer übergeordneten Einheit zuführen, die unter Verwendung dieser ermittelten Parameter entscheidet, ob und gegebenenfalls in welchem Maß die Eingangsleistung Pin vom aktuellen Wert ausgehend erhöht wird.The evaluation and control unit 15 can supply the ascertained value for the maximum input signal power P in, max or reserve ΔP in = P in, max -P in, 1 to a superordinate unit which, using these determined parameters, decides whether and, if appropriate, to what extent the input power P is increased from the current value in starting.

Wird anstelle der allgemeinen funktionalen Abhängigkeit Ppump = f(G, Pin) die linearisierende Näherung Ppump = β(G)·Pin verwendet, so ergibt sich unter Verwendung der direkten Proportionalität zwischen der Pumpleistung Ppump und dem Pumpstrom Ipump

Figure 00120001
If, instead of the general functional dependency P pump = f (G, P in ), the linearizing approximation P pump = β (G) * P in is used, the result is direct proportionality between the pump power P pump and the pump current I pump
Figure 00120001

Dabei handelt es sich bei der optischen Eingangsleistung Pin,1 und dem Pumpstrom Ipump,1 in dieser Beziehung um Werte, die zum jeweils aktuellen Zeitpunkt erfasst sind und somit eine möglicherweise (gegenüber dem Zeitpunkt t0, der z. B. den Zeitpunkt der Installation des optischen Verstärkers definiert) bereits eingetretene Degradation der Pumpquelle berücksichtigen.In this case, the optical input power P in, 1 and the pumping current I pump, 1 are values which are recorded at the respective current instant and thus possibly (compared to the instant t 0 , eg the instant the installation of the optical amplifier defines) already taken into account degradation of the pump source.

Wie bereits eingangs erwähnt, führt die Degradation der Pumpquelle 19, wie aus 2 ersichtlich, mit zunehmender Zeit (dargestellt sind hier die Beziehungen für Zeitpunkte t0, t1 und t2) zu einer Verringerung der Steigung der Geraden, die den Zusammenhang zwischen Pumpleitung Ppump und Pumpstrom Ipump repräsentieren. 2 zeigt auch beispielhaft einen Punkt auf der Geraden für den Zeitpunkt t1 bei einem Pumpstrom Ipump,1 und der entsprechenden Pumpleistung Ppump,1 Handelt es sich bei der übergeordneten Auswerte- und Steuereinheit (nicht dargestellt) um eine Einheit zur Steuerung einer Übertragungsstrecke oder einer Management-Einheit für ein ganzes Übertragungsnetzwerk, so kann eine derartige Auswerte- und Steuereinheit von sämtlichen, in einem Übertragungspfad befindlichen optischen Verstärkern die jeweils noch zur Verfügung stehende maximale Leistungsreserve oder die maximal mögliche Eingangs-Signalleistung abfragen. Die optische Eingangsleistung am Beginn der betreffenden optischen Übertragungsstrecke wird dann von dieser Auswerte- und Steuereinheit so festgelegt, dass für keinen der optischen Verstärker die jeweils noch zur Verfügung stehende Leistungsreserve bzw. die maximal mögliche Eingangs-Signalleistung überschritten wird.As already mentioned, the degradation of the pump source leads 19 , like out 2 ersicht Lich, with increasing time (shown here are the relationships for times t 0 , t 1 and t 2 ) to a reduction in the slope of the straight line, which represent the relationship between pumping line P pump and pumping current I pump . 2 also shows by way of example a point on the straight line for the time t 1 at a pumping current I pump, 1 and the corresponding pump power P pump, 1 If the higher-level evaluation and control unit (not shown) is a unit for controlling a transmission path or a management unit for an entire transmission network, such an evaluation and control unit of all, located in a transmission path optical amplifiers query the still available maximum power reserve or the maximum possible input signal power. The optical input power at the beginning of the relevant optical transmission path is then determined by this evaluation and control unit so that for each of the optical amplifier, the still available power reserve or the maximum possible input signal power is exceeded.

Handelt es sich bei der Übertragungsstrecke um eine Wellenlängenmultiplex-Übertragungsstrecke, so kann eine Leistungserhöhung durch das Aufschalten zusätzlicher Kanäle erforderlich sein. Durch die Anwendung des vorstehend erläuterten Verfahrens kann dann vor dem Aufschalten der zusätzlichen Kanäle überprüft werden, ob hierdurch eine Beeinträchtigung der bereits aktuell übertragenen Kanäle dadurch erfolgt, dass an einem der optischen Verstärker die maximal mögliche Eingangs-Signalleistung überschritten wird.These it is at the transmission line to a wavelength division multiplex transmission link, so can a power increase by adding additional channels to be required. By applying the above-explained Method can then be checked before connecting the additional channels, whether this causes an impairment the already transmitted channels characterized in that at one of the optical amplifier, the maximum possible Input signal power exceeded becomes.

Es kann dann entschieden werden, dass entweder auf eine Zuschaltung sämtlicher Kanäle verzichtet wird oder dass lediglich eine solche Anzahl von Kanälen zugeschaltet wird, die an keinem der optischen Verstärker eine Überschreitung der maximal möglichen Eingangs-Signalleistung bzw. eine Überschreitung der betreffenden Leistungsreserve verursacht.It can then be decided that either on a connection all channels is omitted or that only connected such a number of channels will not exceed the maximum possible on any of the optical amplifiers Input signal power or an overrun the relevant power reserve.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass an jeder Stelle, an der die Eingangs-Signalleistung Pin verwendet ist, diese Größe auch durch die Ausgangs-Signalleistung Pout ersetzt werden, da diese beiden Größen über die Verstärkung G zusammen hängen.Finally, it should be noted that at any point where the input signal power P in is used, this quantity will also be replaced by the output signal power P out , since these two quantities are related by the gain G together.

Claims (13)

Verfahren zur Überwachung eines optischen Verstärkers, insbesondere eines optischen Faserverstärkers, (a) welcher einen optischen Eingangsport (3) und einen optischen Ausgangsport (5) aufweist, zwischen welchen sich ein optischer Pfad (7) erstreckt, in dem ein optisches Verstärkungsmittel (9) angeordnet ist, (b) welcher mindestens eine Pumpquelle (19) aufweist, deren optische Pumpleistung (Ppump) über eine Koppeleinheit (11) dem optischen Pfad (7) zugeführt ist, (c) wobei die dem Eingangsport (3) des optischen Verstärkers (1) zugeführte optische Eingangs-Signalleistung (Pin) und/oder die am Ausgangsport (5) des optischen Verstärkers (1) abgegebene optische Ausgangs-Signalleistung (Pout) erfasst wird und (d) wobei die Verstärkung (G) des optischen Verstärkers (1) auf einen vorbestimmten Sollwert gesteuert oder geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, (e) dass die optische Pumpleistung (Ppump) als näherungsweise dem elektrischen Pumpstrom (Ipump) direkt proportional vorausgesetzt wird und wobei die einer zeitlichen Degradation unterliegende, zeitvariante Proportionalitätskonstante mit α(t) bezeichnet wird, (f) dass die funktionale Abhängigkeit der optischen Pumpleistung (Ppump) von der optischen Eingangs-Signalleistung (Pin) und/oder der optischen Ausgangs- Signalleistung (Pout) zumindest für den vorbestimmten Sollwert für die Verstärkung (G) bestimmt wird, (g) dass mittels dieser funktionalen Abhängigkeit sowie einem aktuell erfassten ersten Wert (Pin,1) für die optische Eingangs-Signalleistung oder einem aktuell erfassten Wert (Pout,1) für die optische Ausgangs-Signalleistung der aktuelle Wert (Ppump,1) für die optische Pumpleistung ermittelt wird, (h) dass mit dem so ermittelten Wert (Ppump,1) für die aktuelle optische Pumpleistung und einem aktuell erfassten ersten Wert (Ipump,1) für den Pumpstrom aus der Proportionalitätsbeziehung der aktuell gültige Wert für die Proportionalitätskonstante (α(t1)) ermittelt wird, (i) dass aus dem maximal zulässigen Wert (Ipump,max) für den Pumpstrom und dem aktuell gültigen Wert für Proportionalitätskonstante (α(t1)) mittels der Proportionalitätsbeziehung der maximal mögliche Wert (Ppump,max) für die Pumpleistung berechnet wird, (j) dass aus der inversen funktionalen Abhängigkeit des Pumpstroms von der optischen Eingangs-Signalleistung und/oder der optischen Ausgangs-Signalleistung unter Verwendung des maximal möglichen Wertes (Ppump,max) für die Pumpleistung der maximale Wert (Pin,max) für die optische Eingangs-Signalleistung und/oder der maximale Wert (Pout,max) für die optische Ausgangs-Signalleistung bestimmt wird.Method for monitoring an optical amplifier, in particular an optical fiber amplifier, (a) having an optical input port ( 3 ) and an optical output port ( 5 ), between which an optical path ( 7 ) in which an optical amplification means ( 9 ) (b) which at least one pump source ( 19 ), the optical pump power (P pump ) via a coupling unit ( 11 ) the optical path ( 7 ), (c) wherein the input port ( 3 ) of the optical amplifier ( 1 ) input optical signal power (P in ) and / or at the output port ( 5 ) of the optical amplifier ( 1 ) Output optical output signal power (P out) is detected, and (d) wherein the gain (G) of the optical amplifier ( 1 ) is controlled or regulated to a predetermined desired value, characterized in that (e) the optical pumping power (P pump ) is assumed to be directly proportional to the electrical pumping current (I pump ) and wherein the time-variant proportionality constant subject to temporal degradation is given α ( t), (f) that the functional dependence of the optical pump power (P pump ) on the optical input signal power (P in ) and / or the optical output signal power (P out ) at least for the predetermined setpoint for the gain ( G), (g) that by means of this functional dependence as well as a currently detected first value (P in, 1 ) for the optical input signal power or a currently detected value (P out, 1 ) for the output optical signal power Value (P pump, 1 ) is determined for the optical pump power, (h) that with the thus determined value (P pump, 1 ) for the current o ptical pump power and a currently detected first value (I pump, 1) for the pump current from the proportionality of the current valid value for the constant of proportionality (α (t 1)) is determined (i) that (from the maximum permissible value I pump, max ) for the pump current and the currently valid value for proportionality constant (α (t 1 )) is calculated by means of the proportional relationship of the maximum possible value (P pump, max ) for the pump power, (j) that from the inverse functional dependence of the pump current of the optical input signal power and / or the optical output signal power using the maximum possible value (P pump, max ) for the pump power, the maximum value (P in, max ) for the input optical signal power and / or the maximum value ( P out, max ) is determined for the optical output signal power. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionale Abhängigkeit der optischen Pumpleistung (Ppump) auch in Abhängigkeit von der Verstärkung (G) ermittelt wird.A method according to claim 1, characterized in that the functional dependence of the optical pump power (P pump ) is also determined in dependence on the gain (G). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionale Abhängigkeit der optischen Pumpleistung (Ppump) für den optischen Verstärker (1) empirisch ermittelt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the functional dependence of the optical pump power (P pump ) for the optical Amplifier ( 1 ) is determined empirically. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionale Abhängigkeit der optischen Pumpleistung (Ppump) als Wertefeld ermittelt und gespeichert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the functional dependence of the optical pump power (P pump ) is determined and stored as a value field. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionale Abhängigkeit der optischen Pumpleistung (Ppump) als analytische Funktion ermittelt wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the functional dependence of the optical pump power (P pump ) is determined as an analytical function. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abhängigkeit der Pumpleistung (Ppump) von der optischen Signal-Eingangsleistung (Pin) die Beziehung Ppump = β(G)·Pin verwendet wird, wobei β(G) eine von der Verstärkung (G) abhängige Proportionalitätskonstante ist, und dass unter Verwendung der Proportionalität Ppump = α·Ipump der maximal zulässige Wert für die optische Eingangs-Signalleistung nach der Beziehung Pin,max = Pin,1·Ipump,max/Ipump,1 ermittelt wird.A method according to claim 5, characterized in that for the dependence of the pump power (P pump ) on the optical signal input power (P in ) the relationship P pump = β (G) · P in is used, where β (G) is one of proportional to the gain (G), and that, using the proportionality P pump = α * I pump, the maximum allowable value for the optical input signal power according to the relationship P in, max = P in, 1 * I pump, max / I pump, 1 is detected. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Eingangs-Signalleistung (Pin) mittels der Beziehung Pout = G·Pin durch die optische Ausgangs-Signalleistung (Pout) ersetzt wird.Method according to Claim 6, characterized in that the input optical signal power (P in ) is replaced by the output optical signal power (P out ) by means of the relationship P out = G · P in . Verfahren zum Entwurf und/oder Upgrade einer optischen Übertragungsstrecke, die zumindest einen optischen Verstärker (1) mit den gegenständlichen Merkmalen des Anspruchs 1 aufweist, wobei der Eingangsport (3) und der Ausgangsport (5) des wenigstens einen optischen Verstärkers (1) mit einem optischen Übertragungsmedium der Übertragungsstrecke verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der optischen Übertragungsstrecke nur eine optische Signalleistung zugeführt wird, die zu einem Wert für die Eingangs-Signalleistung (Pin) am Eingangsport (3) des Verstärkers (1) führt, der kleiner oder gleich dem maximalen Wert (Pin,max) für die Eingangs-Signalleistung ist, oder die zu einem Wert für die Ausgangs-Signalleistung (Pout) am Ausgangsport (5) des Verstärkers (1) führt, der kleiner oder gleich dem maximalen Wert (Pout,max) für die Ausgangs-Signalleistung ist.Method for designing and / or upgrading an optical transmission path comprising at least one optical amplifier ( 1 ) having the subject features of claim 1, wherein the input port ( 3 ) and the output port ( 5 ) of the at least one optical amplifier ( 1 ) are connected to an optical transmission medium of the transmission path, characterized in that the optical transmission path is supplied only with an optical signal power which is at a value for the input signal power (P in ) at the input port ( 3 ) of the amplifier ( 1 ) which is less than or equal to the maximum value (P in, max ) for the input signal power, or which is at a value for the output signal power (P out ) at the output port ( 5 ) of the amplifier ( 1 ) which is less than or equal to the maximum value (P out, max ) for the output signal power. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Übertragungstrecke eine Wellenlängenmultiplex-Übertragungsstrecke ist und dass für das Hinzufügen von einem oder mehreren optischen Kanälen zu dem zu übertragenden Wellenlängenmultiplexsignal zunächst die Leistungsreserve für die optische Eingangs-Signalleistung ΔPin = Pin,max – Pin,1 oder die Leistungsreserve für die optische Ausgangs-Signalleistung ΔPout = Pout,max – Pout,1 an dem zumindest einen Verstärker (1) ermittelt wird.A method according to claim 8, characterized in that the optical transmission path is a wavelength division multiplex transmission path and that for the addition of one or more optical channels to the wavelength division multiplexed signal to be transmitted first the power reserve for the input optical signal power ΔP in = P in, max . P in, 1 or the power reserve for the output optical signal power Δ P out = P out, max - P out, 1 of which at least (an amplifier 1 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren hinzuzufügenden Kanäle nur dann hinzugefügt werden, wenn die Leistung, welche der eine oder die mehreren hinzuzufügenden Kanäle am Eingangsport (3) oder Ausgangsport (5) des Verstärkers (1) erzeugen, kleiner ist als die betreffende Leistungsreserve (ΔPin; ΔPout).Method according to claim 9, characterized in that the one or more channels to be added are added only when the power which of the one or more channels to be added at the input port ( 3 ) or output port ( 5 ) of the amplifier ( 1 ) is less than the respective power reserve (ΔP in ; Δ Pout ). Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine solche Anzahl von Kanälen hinzugefügt werden, welche am Eingangsport (3) oder Ausgangsport (5) des Verstärkers (1) eine optische Leistung erzeugen, die kleiner ist als die betreffende Leistungsreserve.A method according to claim 9, characterized in that only a number of channels are added, which at the input port ( 3 ) or output port ( 5 ) of the amplifier ( 1 ) generate an optical power that is smaller than the relevant power reserve. Einrichtung zur Überwachung eines optischen Verstärkers (a) welcher einen optischen Eingangsport (3) und einen optischen Ausgangsport (5) aufweist, zwischen welchen sich ein optischer Pfad (7) erstreckt, in dem ein optisches Verstärkungsmittel (9) angeordnet ist, (b) welcher mindestens eine ansteuerbare Pumpquelle (19) aufweist, deren optische Pumpleistung (Ppump) über eine Koppeleinheit (17) dem optischen Pfad zugeführt ist, (c) welcher Mittel (11, 13) zur Erfassung der dem Eingangsport (3) zugeführten optische Eingangs-Signalleistung (Pin) und/oder Mittel (21, 23) zur Erfassung der dem Ausgangsport (5) zugeführten optischen Ausgangs-Signalleistung (Pout) aufweist und (d) welcher Mittel (15) zur Steuerung oder Regelung der optischen Verstärkung (G) des optischen Verstärkers auf einen vorbestimmten Sollwert aufweist, dadurch gekennzeichnet, (e) dass die Einrichtung eine Auswerte- und Steuereinheit (15) umfasst, welcher also Information die erfasste Eingangs-Signalleistung (Pin) und/oder die erfasste Ausgangs-Signalleistung (Pout) zugeführt ist und welche so ausgestaltet ist, dass sie das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bist 7 durchführt.Device for monitoring an optical amplifier (a) having an optical input port ( 3 ) and an optical output port ( 5 ), between which an optical path ( 7 ) in which an optical amplification means ( 9 ) is arranged, (b) which at least one controllable pump source ( 19 ), the optical pump power (P pump ) via a coupling unit ( 17 ) is supplied to the optical path, (c) which means ( 11 . 13 ) for detecting the input port ( 3 ) input optical signal power (P in ) and / or means ( 21 . 23 ) for detecting the output port ( 5 ) has output optical signal power (P out ) and (d) which means ( 15 ) for controlling or regulating the optical amplification (G) of the optical amplifier to a predetermined desired value, characterized in that (e) the device has an evaluation and control unit ( 15 ), to which information is supplied the detected input signal power (P in ) and / or the detected output signal power (P out ) and which is designed to perform the method according to one of claims 1 to 7. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie den maximalen Wert (Pin,max) für die optische Eingangs-Signalleistung und/oder den maximale Wert (Pout,max) für die optische Ausgangs-Signalleistung und/oder die Leistungsreserve für die optische Eingangs-Signalleistung (ΔPin = Pin,max – Pin,1) und/oder die Leistungsreserve für die optische Ausgangs-Signalleistung (ΔPout = Pout,max – Pout,1) an eine übergeordnete oder nebengeordnete Auswerte- und Steuereinheit übermittelt.Device according to Claim 12, characterized in that it has the maximum value (P in, max ) for the optical input signal power and / or the maximum value (P out, max ) for the optical output signal power and / or the power reserve for the optical input signal power (ΔP in = P in, max -P in, 1 ) and / or the power reserve for the optical output signal power (ΔP out = P out, max -P out, 1 ) to a higher-level or sibling evaluation and control unit transmitted.
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